KR100757314B1 - 수문의 파손을 방지하면서 오염된 수질을 정화시키는 자동보 수문 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저수공간 저부의 오염물질을 포함한 물이 사이펀 원리에 의해 수문의 바깥쪽으로 넘어 배출되는 과정에서 자연스럽게 폭기될 수 있도록 하여 자연정화를 이루고자 하는 수문의 파손을 방지하면서 오염된 수질을 정화시키는 자동보 수문에 관한 발명인 것이다.

이러한 본 발명은 양측 벽체의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 양측 벽체의 사이에 자동 또는 동력에 의해 회전될 수 있도록 수문이 설치되며, 수문의 저수공간측으로부터 저수공간 반대측 상부까지 사이펀 통로가 형성되어 저수공간측 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 사이펀 원리에 의해 배출할 수 있도록 구성된 자동보 수문에 있어서, 수문의 바깥쪽 표면에는 상기 배출되는 물을 지그재그로 유도하기 위해 가로방향으로 다단의 가이드유로를 형성하되, 각 가이드유로는 그 순서에 따라 서로 반대방향측 단부가 개방되도록 형성하며; 각 가이드유로에는 그 보다는 낮은 높이로 폭기를 유도하기 위해 걸림턱을 형성하는 다수의 걸림편이 등간격 설치된 것이다.

오염된 수질

Description

수문의 파손을 방지하면서 오염된 수질을 정화시키는 자동보 수문{Automatic water gate}

도1은 본 발명에 따른 폭기용 수문의 분해 사시도.

도2는 본 발명에 따른 폭기용 수문의 설치상태 사시도.

도3은 본 발명에 따른 폭기용 수문의 평면도.

도4는 본 발명에 따른 폭기용 수문의 측단면도.

도5는 본 발명에 따른 폭기용 수문을 설치한 상태를 나타낸 사시도

도6은 본 발명에 따른 폭기용 수문을 닫은 상태의 단면도

도7은 본 발명에 따른 폭기용 수문을 개문한 상태의 단면도

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 벽체 ,하우징 2 : 수로 10: 수문 11 : 사이펀 통로

12 : 가이드유로 13 : 덮개 20 : 걸림편 21: 실린더 로드

22: 실린더 고정축 23:로프 24: 실린더 25: 가이드 26: 밀대

27:로드 28,29: 실린더 브라켓 33: 연결고리 34:연결고리 35: 종합 컨트롤 시스템

본 발명은 수문의 파손을 방지하면서 오염된 수질을 정화시키는 자동보 수문에 관한 것으로, 특허 제 0290951호 특허 제0245253호와 실용신안등록 제 0179171호를 개량한 것이다. 더욱 상세하게는 저수 공간 저부의 오염물질을 포함한 물이 사이펀 원리에 의해 수문의 바깥쪽으로 넘어 배출되는 과정에서 자연스럽게 폭기 되면서 오염된 수질들이 자연적으로 정화작용이 이루어지도록 구비되는 폭기발생용 수문을 이용하여 오염된 수질을 정화하고자 하는 것이다.

주지하다시피, 물을 저장하여 농사용 또는 공업용으로 사용하거나 또는 오염된 수질을 정화시키기 위해 하천, 저수지의 여수로(余水路) 또는 관계 용수로에는 수중보 또는 수문이 설치되어 저수측(貯水側)의 수위를 항상 일정 높이로 유지하여 주게 된다.

종래의 자동수문은 대부분 고정식으로 설치되어 있어 유입수가 자동수문의 상부로 넘쳐흐르는 방식으로 배출되므로 저장된 물 속에 포함된 오염물질이 저수측의 하단부에 지속적으로 쌓여 퇴적오니가 누적되는 문제가 있으며, 이러한 퇴적오니로 인해 병원성 세균 또는 해충의 발생이 심각해지는 등 2차 오염의 문제가 발생된다.

이를 개선하기 위해 본 출원인은 등록실용신안 제 320510 호를 비롯하여 200여건의 수문 작동 방식을 제시한바있다. 수문을 개방하지 않고도 사이펀 원리에 의해 저수공간 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 수문의 외부로 배출시킬 수 있도록 함으로써 수질오염을 방지할 수 있는 자동보 수문을 개시한 바 있다.

그러나, 등록실용신안 제 320510 호에 따른 자동보 수문에서 사이펀 원리에 의해 저수공간 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 수문의 외부로 배출하게 되면 저수공간의 수질오염을 방지할 수는 있으나, 수문 바깥쪽의 하천에서는 상기 배출되는 퇴적오니를 포함한 물에 의해 수질오염이 발생될 수 있는 문제가 있었다.

또한 종래의 수문들은 수문을 개폐 시켜주도록 구비되는 동력전달 장치들이 강제 개문 또는 강제 폐문방식으로 구성되어 있어서 수문의 하단부에 이물질들이 걸린 상태에서 수문을 폐문시켜주게 되면 수문 전체가 파괴되는 중대한 문제점들이 있었다. 본 발명에서는 이러한 결점들을 해결하기 위하여 수문을 폐문 시켜주도록 구비되는 실린더식 폐문장치의 끝단에 절단이 용이하도록 구비되는 로프를 결합하여 주는 방법을 이용하여 수문을 강제 폐문 할 때에 발생되는 수문의 파손을 원천적으로 방지하도록 구비되는 발명인 것이다.

본 출원인은 10여 년 전부터 하천을 연구하여 오면서 발명한 200여건의 수문기술들 중에서 본 발명의 기술이 항상 최악의 조건을 나타내고 있는 한국의 하천 환경 조건에 최고로 적합하다고 판단됨으로 인하여 창안한 것이다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 제안된 것으로, 사이펀 원리에 의해 배출되는 물을 그 배출과정에서 자연스럽게 폭기시켜 자연정화 되도록 함으로써 배출수에 의한 2차적인 수질오염을 방지할 수 있는 폭기용 수문을 제공함과 함께 수문을 폐문할 때에 작동시키는 실린더의 실린더 로드 선단과 수문의 사이에 절단이 용이한 로프를 연결하여 수문 폐문시 수문과 바닥부 사이에 이물질이 걸릴 경우 로프가 절단되면서 수문의 파손을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

이하, 본 발명을 제시되는 실시예와 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 폭기용 수문의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 폭기용 수문의 설치상태 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 폭기용 수문의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 폭기용 수문의 측단면도이고, 도5는 본 발명에 따른 폭기용 수문을 설치한 상태를 나타낸 사시도이며, 도6은 본 발명에 따른 폭기용 수문을 닫은 상태의 단면도이고, 도7은 본 발명에 따른 폭기용 수문을 개문한 상태의 단면도이다.

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도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 자동보 수문은 양측 벽체(1)의 사이에 수로(2)가 형성되고, 수로(2)를 개폐할 수 있도록 양측 벽체(1)의 사이에는 수문(10)이 그 축(31)을 중심으로 회전가능하게 설치되는데, 수로(2)의 중간에는 수문 대향방향에 상하방향으로 각각 실린더 브라켓(28)(29)이 구비된 실린더 고정축(22)이 설치되고, 실린더 브라켓(28)(29) 중 상부측 실린더 브라켓(28)에는 상부측 실린더(24)가 설치되며, 상부측 실린더(24)의 실린더 로드(21) 선단에는 연결고리(33)가 구비되어 이 연결고리(33)와 수문(10)의 저수측면 사이에 로프(23)가 연결된다.
실리더 브라켓(28)(29) 중 하부측 실린더 브라켓(29)에는 하부측 실린더(241)가 설치되고, 하부측 실린더(241)의 실린더 로드(27)의 선단부에는 밀대(26)가 구비되며, 이러한 하부측 실린더(241)의 실린더 로드(27)는 하방향으로 쳐지지 않도록 가이드(25)를 관통하여 설치된다. 이때, 가이드(25)는 그 위치가 고정되도록 실린더 고정축(22)과 같은 장소에 고정할 수 있다.
또한, 수문(10)의 밀대 접촉부위에는 걸림턱(32)이 형성된다.

이와 같이 구성되는 수문(10)이 개폐되는 순서는 다음의 과정을 통하여 개문되고 폐문된다.

사전에 입력된 프로그램에 따라 조절되는 종합 컨트롤 시스템(35)에 의해서 자동으로 작동되는 방식이다.

하천의 상류에서 유입되는 일정한 수위 이상으로 하천수가 유입됨과 동시에 종합 컨트롤 시스템(35)이 자동으로 작동함과 동시에 하부측 실린더(241)와 결합된 실린더로드(27)가 신장되면서 수문(10)은 상측 방향으로 개문된 상태에서 수로(2)를 통하여 상류에서 유입되는 하천수를 배출하는 상태를 유지하고 있다가 하천의 상류로부터 유입되는 유입수가 줄어든 상태를 유지하게 되면 자동으로 감지하는 수위감지 신호에 의해서 자동으로 작동하도록 구비되는 종합 컨트롤시스템(35)에서 보내지는 압력에 의해서 상부측 실린더(24)와 결합된 실린더로드(21)와 로프(23)가 당겨지면서 수문(10)이 수로(2)를 폐쇄시켜주게 되면서 수로(2)의 내부에는 일정한 양의 물이 저수된 상태를 유지하게 되는 방식인 것이다.
그런데, 수문(10)이 개방된 상태에서 폐쇄될 때 수문(10)과 바닥부의 사이에 대형 이물질이 끼이는 경우 계속 수문을 회전시키게 되면 수문(10) 및 이를 동작시키는 동작수단이 파손될 수 있으므로 본 발명에서는 상부측 실린더(24)의 실린더 로드(21)와 수문(10)의 사이에 절단이 용이한 로프(23)를 개재한 것으로, 수문(10)을 폐쇄시키는 방향으로 회전시키다가 이물질에 의해 수문(10)이 더이상 회전되지 않게 되면 상부측 실린더(24)의 수축력에 의해 로프(23)가 절단되어 수문(10) 및 이를 동작시키는 상부측 실린더(24)의 파손을 방지해줄 수 있는 것이다.

한편, 수문(10)의 구조는 저수공간 측으로부터 저수 공간 반대 측 상부까지 사이펀 통로(11)가 형성되어 저수공간측 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 사이펀 원리에 의해 배출할 수 있도록 구성되어 이루어진다.

이러한 자동보 수문에 있어서, 본 발명은 수문(10)의 바깥쪽 표면에 상기 배출되는 물을 지그재그로 유도하기 위해 가로방향으로 다단의 가이드유로(12)가 형성되며, 각 가이드유로(12)는 그 순서에 따라 서로 반대방향측 단부가 개방되도록 형성된다.

또한, 각 가이드유로(12)에는 그 보다는 낮은 높이로 폭기를 유도하기 위해 걸림턱을 형성하는 다수의 걸림편(20)이 등간격 설치되며, 각 가이드유로(12)의 상부에는 상기 배출되는 물이 외측으로 빠져나가지 못하도록 덮개(13)가 일체로 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 폭기용 수문은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 수문(10)을 폐쇄한 상태에서 저수공간에 물이 차오르면 수압 역시 높아지게 되고, 수문(10)의 상단부까지 물이 차오르면 그 수압에 의해 저수공간 저부의 퇴적오니를 포함한 물이 수문(10) 내측의 사이펀 통로(11)를 통해 유입되어 수문(10)의 내측 상단부를 넘어 수문(10)의 외부로 배출되어 저수공간의 수질오염을 방지하게 된다.

수문(10)의 내측 상부를 넘어 배출되는 물은 최상단측 가이드유로(12)로 낙하하게 되며, 최상단측 가이드유로(12)의 일측단부가 개방되어 있으므로 상기 배출되는 물은 개방된 부위측으로 흘러가게 되고, 이러한 과정에서 가이드유로(12)에 등간격으로 형성되어 있는 다수의 걸림편(20)과 접촉되는 과정에서 자연스럽게 폭기가 일어나게 되고, 이러한 상태에서 가이드유로(12)의 개방된 부위를 빠져나와 그 하부의 다른 가이드유로(12)로 유입된다.

이때, 본 발명에 따른 가이드유로(12)는 그 위치에 따라 서로 반대방향측 단부가 개방되어 있으므로 상기 배출되는 물은 각 가이드유로(12)를 이동하면서 지그재그의 흐름으로 유도되며, 이러한 배출과정에서 각 가이드유로(12)마다 형성되어 있는 다수의 걸림편(20)과 접촉되면서 지속적으로 폭기가 일어나게 되어 오염물질은 부유하고 하층으로는 깨끗한 물이 유동하게 되는 것이며, 최종적으로 수문을 빠져나올 때에는 오염물질과 깨끗한 물이 완전히 분리될 수 있는 것이다.

따라서, 수문(10)의 바깥쪽 하천쪽에 부유물질을 걷어낼 수 있는 장치만 해둔다면 사이펀 원리에 의해 저수공간으로부터 배출되는 물속에 오염된 물질이 포함되더라도 수문(10) 바깥쪽 하천의 수질오염을 원천적으로 봉쇄할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 수문의 하단부에 걸리는 돌과 같은 이물질들에 의해 수문을 닫을 때에 수문이 파손되는 문제점들을 원천적으로 해결하여 주는 효과가 있다. 또한 본 발명은 수문을 개방하지 않고 사이펀 원리에 의해 저수 공간 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 수문 외부로 배출할 때 그 배출경로를 지그재그 형태로 유도하고, 또 다수의 걸림편과 접촉시켜 폭기가 일어나도록 하는 것이므로 최종적으로 배출되는 물은 오염물질이 상층으로 부유하면서 하층으로는 깨끗한 물이 유동하게 되어 부유물질만 걷어내면 수질을 깨끗하게 유지할 수 있어 수문 바깥쪽 하천의 수질오염을 방지할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 양측 벽체의 사이에 수로가 형성되고, 수로를 개폐할 수 있도록 양측 벽체에 그 축을 중심으로 회전가능하게 수문이 설치되며, 상기 수문의 저수공간측으로부터 저수 공간 반대측 상부까지 사이펀 통로가 형성되어 저수공간측 저부의 퇴적오니를 포함한 물을 사이펀 원리에 의해 배출할 수 있도록 구성되고, 상기 수문의 일측에는 상기 수문을 그 축을 중심으로 회전시켜 개폐하는 동작수단이 연결되고, 저수공간의 일측에 위치된 수위센서에 의한 수위신호에 따라 상기 동작수단을 사전에 입력된 프로그램에 따라 구동하여 상기 수문을 자동으로 개폐하는 종합컨트롤시스템이 구비된 자동보 수문에 있어서,

   상기 동작수단은, 상기 수로의 중간에 설치되고 수문 대향방향으로 상하방향으로 각각 실린더 브라켓이 구비된 실린더 고정축과, 상기 실린더 브라켓 중 상부측 실린더 브라켓에 설치되며 그 실린더 로드에는 연결고리가 구비되어 상기 연결고리와 상기 수문의 저수측면 사이에 로프가 연결된 상부측 실린더와, 상기 실리더 브라켓 중 하부측 실린더 브라켓에 설치되고 그 실린더 로드의 선단부에는 밀대가 구비된 상태에서 상기 실린더 로드가 가이드를 관통하여 설치된 하부측 실린더와, 상기 수문의 밀대 접촉부위에 형성된 걸림턱으로 구성하여 상기 하부측 실린더를 신장시키면 그 실린더 로드 선단부의 밀대가 상기 수문을 밀어 상기 수문이 개방되도록 하고, 상기 수문이 개방된 상태에서 상기 하부측 실린더를 수축시키면 그 실린더 로드와 로프가 상기 수문을 당겨 상기 수문을 폐쇄하면서 상기 수문의 하부에 이물질이 끼었을 경우에는 상기 로프가 절단되도록 구성하며;

   상기 수문의 바깥쪽 표면에는 상기 배출되는 물을 지그재그로 유도하기 위해 가로방향으로 다단의 가이드유로를 형성하되, 상기 각 가이드유로는 그 순서에 따라 서로 반대방향측 단부가 개방되도록 형성하며, 상기 각 가이드유로에는 그 보다는 낮은 높이로 폭기를 유도하기 위해 걸림편을 형성하고, 상기 각 가이드유로의 상부에는 상기 배출되는 물이 외측으로 빠져나가지 못하도록 덮개를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 수문의 파손을 방지하면서 오염된 수질을 정화시키는 자동보 수문.
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